B - Cevher Hazırlama

CEVHER HAZIRLAMA
Doç.Dr.Nevzat ASLAN
CEVHER HAZIRLAMA
1.1. Cevher Hazırlamanın Tanımı
1.2. Cevher Hazırlamanın Tarihi GeliĢimi
1.3. Cevher Hazırlamayı Gerektiren Nedenler
a) Teknolojik Nedenler
b) Ekonomik Nedenler
1.4. Cevher Hazırlamanın ÇalıĢma Alanı
a) Cevher Hazırlama Tesisini Besleyecek Cevherin Sağlanması
b) Cevherdeki Değerli Minerallerin Boyut Küçültme ile Serbest Hale
Getirilmesi
c) Boyut Küçültme ile Yeterli Mineral Serbestleşmesi Sağlanan Cevherin
Zenginleştirilmesi
d) Zenginleştirme Sonunda Elde Edilen Ürünler Üzerindeki İşlemler
Bir cevher içindeki çeĢitli minerallerin
kimyasal yapılarını bozmadan endüstrinin
ihtiyacına en uygun hammadde haline
getirmeye ve ekonomik değer taĢıyanlarla,
ekonomik
değeri
olmayanları
ayırma
iĢlemlerinin tümüne “CEVHER HAZIRLAMA”
denilmektedir.
CEVHER HAZIRLAMADA BAZI TERİMLER
Mineral:Genel olarak doğada çeşitli elementlerin
birleşerek meydana getirdiği belirli kimyasal ve
fiziksel yapıya sahip bileşiklere denir.
Cevher hazırlama yönünden ise mineraller
genel olarak “kıymetli mineraller” ve “kıymetsiz
mineraller” diye iki sınıfa ayrılırlar.
a-)Kıymetli mineraller:Endüstride hammadde
olarak kullanılan ve ekonomik değer taşıyan
minerallerdir.
b-)Kıymetsiz mineraller: Ekonomik değer
taşımazlar ve kısaca “gang mineralleri” diye
tanımlanırlar.
Cevher: Doğal olarak ya da bazı işlemler sonucu endüstride
tüketim yeri bulabilen ve ekonomik değeri olan bir veya bir
çok mineralden oluşmuş kayaçlara “cevher” denir.
Konsantre: Cevher hazırlama işlemlerinden sonra elde
edilen ürünlerden bir kıymetli mineralin çoğunluğunun
bulunduğu ürüne o mineralin “konsantresi” denir.
Artık: Kullanılan işletme için ekonomik değeri olmayan
çoğunluğunun toplandığı ürüne “artık-gang” mineralleri
denir.
Tenör: Cevherde veya cevherden elde edilen ürünlerdeki
kıymetli elementin tespit edilen oranının % olarak ifadesine
denir.Örneğin;
Cevherdeki
Cu tenörü %1.5
Konsantrede Cu tenörü %18
Artık
Cu tenörü %0.15 gibi.
Cevher hazırlama, minerallerin fiziksel ve kimyasal
özelliklerini bozmaksızın, tabiatta bulunduğu halden
pazarlanabilir hale getirilmesi işlemlerini kapsar.
Cevher hazırlamanın çalışma alanı cevherin maden
ocağından üretiminden itibaren başlayıp, konsantrenin
izabe tesisi veya diğer bir tüketiciye ulaştırmasına
kadar devam etmektedir.
Genel olarak cevher hazırlamanın işletme
adımlarını şu şekilde ifade etmek mümkündür:
• Cevher Hazırlama Tesisini Besleyecek Cevherin Temini.
• Cevherdeki Değerli Minerallerin Boyut Küçültme İle
Serbest Hale Getirilmesi.
• Ayırma.
• Zenginleştirme Sonucunda Elde Edilen Ürünler
Üzerindeki İşlemler.
BOYUT KÜÇÜLTME (UFALAMA)
Katı maddelerin az veya çok sayıda parçalara ayrılması
iĢlemidir.Ufalamanın mümkün olabilmesi için, dıĢtan tatbik
edilecek bir kuvvetle katı cisimlerin parçalarını birbirine bağlı
tutan iç kuvvetlerin yenilmesi gerekir.Tatbik edilecek kuvvet
darbe, baskı veya kesme kuvveti Ģeklinde olabilir.Ufalamanın
karakteristik tarafı, her bir tanenin ayrı ayrı değil de tanelerin
müĢtereken (kolektif olarak), ufalanmasıdır.
Genel olarak madencilikte, cevherin ocakta patlatılmasından
değirmen içinde toz haline gelinceye kadar geçirdiği iĢlemlere
“ufalama” denilmektedir.Cevher hazırlamada ufalama için
uygulanan iĢlemlere “kırma” veya “öğütme” değimleri
kullanılmaktadır.Bunar arasındaki fark, kırmada elde edilen
ürünün öğütmeye nazaran daha iri olmasıdır.
Ufalamada esas elde edilen ürünün ebadıdır ve
buna göre Ģu Ģekilde bir sınıflama yapılabilir:
A-) Ġri kırma(primer kırma)
B-) Ġnce kırma(seconder kırma)
C-) Öğütme
1m-10cm
10cm-1cm
1cm-
Ebadı tespit edilecek mal bir elek serisinden
geçirilsin.Öyle bir elek vardır ki, eleğin üstünde
parça kalmaz fakat bir alt elekte parça
kalmaktadır.Malın tamamının geçebildiği en
küçük elek ebadına “o malın ebadı” denir.
Cevher hazırlamada ufalanın baĢlangıç ve bitim
seviyeleri arasındaki fark önemlidir.Buna ufalama
oranı denilmektedir.Ufalama oranı Ģu Ģekillerde
tarif edilebilir:
1-) Tane iriliğine göre ufalama oranı:
a-) Basit ufalama oranı;
d0
n0 
d1
-Besleme malının en büyük tane iriliği
-Ufalanmış malın en büyük tane iriliği
b-) Aritmetik ortalama tane göre ufalama oranı;
d 0a
n0 
d 1a
-Besleme malı tane iriliği aritmetik ortalaması
-Ufalanmış malın tane iriliği aritmetik
ortalaması
c-) Geometrik
ufalama oranı;
ortalama
tane
iriliğine
göre
d 0g -Besleme malının en büyük tane iriliği
n0 
d 1g -Ufalanmış malın en büyük tane
iriliği
-) Ufalama makinesinin ufalama oranı:
a-) Ufalama makinesinin tesirli ufalama
oranı;
ds
nt 
ç
-Besleme malının en iri tane iriliği
-Ufalama makinesi çıkış açıklığı
b-) Ufalama makinesinin görünür ufalama
oranı;
-Ufalama makinesi ağız açıklığı
a
ng 
ç
-Ufalama makinesi çıkış açıklığı
UFALAMANIN GAYELERİ
• Taşımada kolaylık.
• Belirli büyüklükte ve şekilde taneler
üretimi.
• Mineralleri serbest hale getirmek.
• Yüzey büyütme.
Boyut küçültmede enerji:
W ; Sonsuz irilikteki tanelerin d’80 tane iriliğine
kırılması için lüzumlu toplam iĢ,
d1; Besleme malının %80’ninin geçtiği elek
aralığı.(mikrometre)
d2; UfalanmıĢ malın %80’ninin geçtiği elek aralığı
(mikrometre).
WĠ ; ĠĢ indisi (bir ton malzemenin sonsuz irilikten
%80’i-100 mikrometreye kırılması için kWh/t
cinsinden lüzumlu toplam iĢ miktarı) olmak üzere:



İ


W  10.W
1
d2



1 


1 
d
ifadesi yazılabilmektedir.
kWh/t
UFALAMA MAKİNELERİ
Ufalama işlemlerinde çok çeşitli şekil, yapı
ve
boyutlarda
mekanik
araçlar
kullanılmaktadır.Mekanik olarak üretilen
güç, aletin yapısına bağlı olarak bir basınç,
darbe veya kesme kuvvetine dönüşmekte ve
bu kuvvetlere maruz bırakılan parçalar
ufalanmaktadır.
UFALAMA MAKĠNELERĠNĠN GENEL
SINIFLANDIRILMASI
A.Primer Kırıcılar
•Çeneli kırıcılar
2 cm
•Jiroskopik döner kırıcılar
10 cm’ ye
B.Sekonder Kırıcılar
•Jiroskopik döner kırıcılar
•Çeneli kırıcılar
•Konik kırıcılar
15 cm
•Çekiçli kırıcılar
•Merdaneler
1 cm’ ye
C.Öğütücüler
•Merdaneler
•Çekiçli kırıcılar
•Bilyeli değirmenler
ufalama
•Çubuklu değirmenler
•Otojen değirmenler
2.5 cm den aĢağı
A.Primer Kırıcılar
Bunlar ocaktan üretilen cevheri taĢıma
için uygun bir boyuta getirmek veya
ikinci derece kırma için uygun bir boyuta
getirmek üzere dizayn edilmiĢ ağır iĢ
aletleridir.Daima açık devre çalıĢırlar,
kırma öncesi bir ızgara bazen kullanılır.
Günümüzde çeneli kırıcıların çoğu
kırıcıdır.Bunların iki tipi mevcuttur:
Blake
tipi
a-) Çift Ġstinat Kollu Çeneli Kırıcı
Oynar çene mili
Yan plakalar
Çene plakaları
Volanlar
Eksantrik kol
Eksantrik mil
Gövde
Oynar çene
Ayar
Mekanizması
Gergi yayı
Ön ve arka istinat kolları Gergi çubuğu
Resim1:Çift istinat kollu çeneli kırıcı.
b-) Tek Ġstinat Kollu Çeneli Kırıcı
Volanlar
Çene plakaları
Eksantrik mil
Ġstinat kolu
Ayar tertibatı
Gergi yayı
Gergi çubuğu
Sabit çene
Oynar çene
A.2.Jiroskopik Döner Kırıcı:
Bu tip kırıcılar daha fazla kapasite temin
etmek için çeneli kırıcılardan sonra icad
edilmiĢlerdir. Bir kaç özel durum dıĢında
genellikle yer üstünde çalıĢtırırılar.Basit
olarak üç ana unsurdan meydana
gelirler;
•Ana mil
•Göbek veya kırıcı kafa
•Gövde veya kabuk
Besleme
Köprü
Üst gövde
Kırıcı kafa
BoĢalma
Ana mil
Eksantrik kovan
Gövde veya kabuk
Köprü
Resim3:Jiroskopik döner
kırıcı.
B.Seconder Kırcılar
Bunlar primer kırıcılardan daha küçük ve hafif
aletlerdir.Genel
olarak
birinci
derece
kırma
makinelerinde kırılan ürünü öğütme için uygun bir
boyuta indirgemek için dizayn edilmiĢlerdir ve
çoğunlukla primer kırıcılarla seri halde çalıĢırlar.Bu
kırıcılara beslenen malzeme genellikle 15 cm
çapından daha küçüktür.Kırma iĢlemi kurudur.
B.1.Konik Kırıcı:
Aslında oynar milli bir jiroskopik döner kırıcıdır ve
diğerlerinde olduğu gibi üç ana parçadan meydana
gelmektedir.Ana mil, kırıcı kafa veya göbek, kesik
koni Ģeklinde gövde.
B.3.Darbeli Kırıcı
Hem primer hem de seconder kırma kademesinde
kullanılan bu aletlerde kırma iĢlemi basınçyan
ziyade darbe zorlaması ile gerçekleĢir.Serbestçe
düĢen cevher parçalarına döner çekiçler vasıtası ile
uygulanan darbe kuvveti, cevher içinde gerilmelere
ve kısa sürede parçalanmaya neden olmakta ve bu
kuvvetler parçaların kırıcı plakalara çarptırılmasıyla
daha da arttırılmaktadır.
Darbe veya basınçla kırma arasında önemli bir
farklılık Ģudur:
Basınçla kırılan parçalardaki iç gerilmeler daha
sonra çatlamalara neden olurlar, darbe ise ani
kırılmaya neden olur ve parça içinde gerilme
Besleme
oluğu
Kırma plakası
Göbek
Çekiç
Izgara
Çekiçli değirmenin yapı unsurları.
B.4.Merdaneli Kırıcı
Yatay ve paralel eksenler etrafında zıt yönlerle
dönen iki silindirden ibarettir.Kırılacak parça
bu iki tambur arasına girerek baskı zorlaması
ile kırılır.ÇeĢitli tiplerde imal edilmekle birlikte
günümüzde en çok tamburlardan biri sabit
diğeri ise kayabilen yataklar üzerinde dönen
“yaylı
tip”
tercih
edilmektedir.Modern
merdaneli kırıcılar iki merdane millinden ayrı
ayrı tahrikle çalıĢır.Silindirler birbirine aksi
yönde ayrı motorlar vasıtası ile döndürülür.
Ġkili veya üçlü setler halinde silindirlerden
oluĢan
çok
tamburlu
merdaneler
de
yapılmakla
birlikte
modern
tesislerde
Besleme malı
Merdane
mantosu
Volan
Gergi
çubuğu
Gergi
yayı
Gövde
Merdane
Merdane milleri
Merdaneli kırıcıların yapı unsurları.
Besleme
Besleme
Çok tamburlu merdaneler.
(a)
(b)
(c)
Merdaneli kırıcıların Ģematik görünüĢü.
(a) Ġnce kırıcı, (b) Kaba kırıcı, (c) Tek merdaneli
kırıcı.
(1) Sabit merdane, (2) Ötelenebilir merdane, (3)
Ötelenebilir çene.
TÜVENAN CEVHER
YÜKLEME DEPOSU
CEVHER BESLEYĠCĠ
SERBEST DEMĠR PARÇALARI,
KALAS, ARTIK, VS.
BANT KONVEYÖR VE MIKNATIS AYIRICI
(+)
IZGARA
6”,
(EL ĠLE AYIRMA MÜMKÜN)
(-)
15 cm
PRĠMER DEVRE AÇIK DEVRE ÇALIġIR

PRĠMER KIRICI
(+)
ELEK
3”/4 ,
(-)
2 cm

SEKONDER KIRICI KAPALI DEVRE
BANT KONVEYÖR
SECONDER KIRICILAR
BANT KONVEYÖR
ĠNCE CEVHER SĠLOSU
PRİMER VE SEKONDER KIRMA
GENEL AKIM ŞEMASI
KIRMA DEVRELERĠ
Açık ve kapalı kırma devreleri olmak üzere iki tertibatı
1.Açık kırma devreleri:
1.a.Kırma öncesi elek kullanılmayan açık devreler:
T
T=Kırıcıya beslenen
malzeme miktarı(t)
T
1.b.Kırma öncesi elek kullanılan açık devreler:
T
T=Eleğe beslenen miktar(t
T(1-CxE)
C=Besleme malındaki elek
oranı(%)
E=Eleme randımanı(%)
Kırıcıya gelen miktar ise:
T(1-CxE)(ton)’dur.
T
2.Kapalı kırma devresi:
T
T
a
1-
b
E
T=Eleğe beslenen miktar(t
K=Eleme randımanı(%)
a=Besleme malındaki elek
üstü oranı(%)
b=Kırılan maldaki elek
üstü oranı(%)
Ġki kademeli kırma tesisi akım Ģeması
Üç kademeli kırma tesisi akım Ģeması
ÖĞÜTME VE ÖĞÜTÜCÜLER
Öğütme,
boyut
küçültme
iĢleminin
son
aĢamasıdır.Partiküller, darbe, aĢındırma ve kopmanın
birlikte etkisiyle yaĢ veya kuru ortamda ufalanırlar.
(darbe)
(koparma) (aĢındırma)
Bu ufalama iĢlemi aktarılan ortamlı değirmenlerde
dönen
silindirik
çelik
gövdeli
haznelerde
gerçekleĢir.
Öğütücü ortam;
•bilya,
•çubuk,
•çakıl,
•öğütülecek cevherin iri parçaları veya baĢka
bir cevher olabilir.
Öğütme iĢlemlerinde partiküller genel olarak 2.5
cm’den 10 µm’a kadar ufalanırlar.
Aktarılan ortamda çalıĢan değirmenler sadece
aktarılan ortama veya yapı özelliklerinden olan
gövde ve taĢma Ģekline göre adlandırılırlar.
Ortama göre:
•Ortam bilya ise; bilyalı değirmen,
•Ortam çubuk ise; çubuklu değirmen,
•Ortam çakıl ise; çakıllı değirmen,
•Ortam cevher ise; otojen değirmen olarak adlandırılır.
Gövde Ģekline göre:
•Silindir gövdeli değirmen,
•Silindiro-konik gövdeli değirmen,
•Konik gövdeli değirmen olarak adlandırılır.
TaĢma Ģekline göre:
•Düz taĢma,
•Izgaralı taĢma,
•Spiralli taĢma,
•ÇıkıĢ odalı taĢma vs. gibi adlandırılmaktadırlar.
AKTARILAN ORTAM DEĞĠRMENLERĠ
Üç esas tipi vardır.Çubuklu, bilyalı ve
otejen değirmenler.Ġlave olarak çakıllı
(tüp-boru) değirmenler de aktarılan
ortam değirmenidir.Hepsinde ortak olan
yön yatay eksen etrafında silindirik bir
gövde, gövde içinde değiĢtirilebilen
aĢınma
astarları
ve
öğütücü
ortamdır.Besleme malı değirmene yan
kapak silindirik uzantısından sürekli
olarak verilir ve diğer uçtaki uzantıdan
değirmeni öğütülmüĢ olarak terk eder.
DEĞĠRMENLERĠN YAPI UNSURLARI
1.Gövde:
Öğütücü
ve
öğütülen
malzemeyi
muhafaza eder.
Kıvrılarak hazırlanmıĢ çelik veya özel alaĢımlı çelik
plakaların kaynakla birleĢtirilmesi ile yapılır.
Resim 7: Değirmen gövdesi
3.Yataklar: Yataklar çoğu rijit yüksek vasıflı dökme
demirden yapılırlar.Dairesel yatağın 120-180o’lik
kısmı beyaz metal ile kaplanmıĢtır.Yatak yumuĢak
dövme çelik bir muhafaza içindedir.Bu muhafaza
kısmı parçadır ve alt parçası civatalarla beton
ayaklara bağlıdır.
Manuel
yağlayıcı
Yağ filmi
Değirmen yatağı
4.Astarlar: Değirmenin öğütücü ortam ve
malzeme ile temas eden kısımlarının aĢınmaya
karĢı korunması, darbelere dayanması ve
değirmen Ģarjının en uygun Ģekilde hareket
ettirilmesi amacıyla astarlar kullanılır.Astarlar;
gövde, yan kapak ve boğaz astarları diye kullanıĢ
yerine göre adlandırılır.
Düz
Düz
Dalgalı
Kaburga
tipi
Gemi
gövdesi
Lorain
tipi
Osborn
tipi
Basamak
lı
Gövde astar Ģekilleri
5.Değirmen giriĢi ve besleme: Yan kapak silindirik
uzantısının orta boĢluğundan değirmene mal giriĢi
yapılır.Kullanılan besleme teçhizatı öğütmenin kuru
veya oluĢuna ve açık veya kapalı devre çalıĢmasına
bağlıdır.Ayrıca tane büyüklüğü ve besleme hızı da
önemlidir.
Kuru değirmenler genellikle bir titreĢimli besleyici ile
beslenir.YaĢ öğütmede ise esas olarak 3 tip besleyici
vardır:
a-) Boru ile besleme.
b-) Tamburlu besleme.
c-) Tambur-kepçe besleyici.
Boru ile besleme
Tambur-kepçe besleyici
Tamburlu
besleme
Resim 10
6.Değirmen
çıkıĢı:
ÇıkıĢta
farklı
yapılar
kullanılmaktadır.En çok kullanılan değirmen çıkıĢ
Ģekilleri aĢağıda belirtilmiĢtir.
a-) Düz taĢma:
Besleme
BoĢalma
b-) Çevresel boĢalma:
Besleme
Besleme
BoĢalma
Çevre ortasından boĢalma
Besleme
BoĢalma
Çevre ucundan boĢalma
c-) Izgaralı taĢma:
Besleme
BoĢalma
7.Aktarılan
ortam-öğütücü
ortam:
Bilyalar
,döküm,veya özel alaĢımlı çeliklerden, çubuklar ise
yüksek kaliteli yüksek karbonlu çeliklerden yapılır.
Çakıl kullanılıyorsa bunların küresel olmaları tercih
edilir. Yassı çakıl yuvarlanmadan kayar ve
öğütmeye
elveriĢli
olmaz.Otojen
öğütmede,
cevherin iri parçaları ortam olarak kullanılır.
Bunların da mümkün mertebede yassı olmaları
tercih edilir.
Değirmenin Kritik DönüĢ Hızı ve Hıza Bağlı Olarak
Ortam Hareketi:
N devir/dak ile dönen ve yarıçapı r olan bir
değirmenin çeperinde belirli bir yüksekliğe çıkmıĢ
bir bilya veya çubuk düĢünelim. Bilya ağırlığının
santrifüj
kuvvet
tarafından
dengelendiği
P
noktasında, bu bilya dairesel yörüngesini terk
ederek parabolik bir yörüngeye geçer.
m.g.cosα
r
Parabolik yörünge
Dairesel yörünge
2
m.V
 m.g.cos
r
m=Bilya kütlesi(kg)
V=Çevresel hız (m/sn)
G=Yerçekimi ivmesi(m/sn2)
Katedilen yol dairenin çevresidir,
Dakikada alınan yol hızı verir:
2. .r.N
V
60
4. 2 .r.N 2
Cos 
, Cos  0.0011.N2 .r
2
60 .g
Dairesel çapı D (m) ve bilya çapı d (m) göz önüne
alınırsa;
(D - d)
Cos  0.0011.N .
2
2
olur.
Değirmende öyle bir hız vardır ki, bu hız üzerinde
küresel cisim (bilya veya çubuk) onla birlikte
dönecek, bu hızın altında ise yüzeyden ayrılacaktır.
Bu hıza kritik hız denir.
  0 olduğu
Değirmenin kritik hızı, en üst noktada
zamanki hızdır.
Cos0  1
42.3
NK 
dev/dak
D-d
NK=Kritik hız
Değirmen kritik hızın altında bir hızda çalıĢtırılmak
gerekir. Uygulamada değirmenler kritik hızın
%50-90’ı arası bir hızda çalıĢtırılırlar.
Hıza bağlı olarak değirmen içindeki ortam aĢağıdaki Ģe
belirtilmiĢtir.
.. ..
Aktarılan ortam hareketi
DEĞĠRMEN TĠPLERĠ
1.Çubuklu değirmen
2.Bilyalı değirmen
3.Çakıllı değirmen
4.Otojen değirmen
1.Çubuklu değirmen: Ġnce kırıcı veya öğütme
cihazı olarak düĢünülebilirler. 50mm iriliğine
kadar besleme malını 300 mikron inceliğe
kadar öğütebilirler.
Cevher, ince kırma aletini tıkayacak killi ve
rutubetli karakterde ise çubuklu değirmen
ince kırma aletine tercih edilir. Değirmen
uzunluğu çaptan 1.5-2.5 defa büyüktür. Bu
oran daha fazla tutulursa, uzun çubukların
mukavemetleri azalmaktadır. 6m den daha
uzun çubuklar kolayca eğildikleri için, çubuklu
değirmenler 6m den uzun yapılmamaktadır.
Çubuklar
değirmene
değiĢik
çaplarda
seçilerek
konulur.
Genelde25mm-150mm
çaplar kullanılır. Çubuk Ģarj oranı değirmen
2.Bilyalı değirmen: Ufalama iĢlemlerinin son
aĢaması bilyalı değirmenlerde yapılır.Birim
ağırlık için bilya yüzey alanı çubuklardan daha
fazla oldukları için bilyalı değirmen ince
öğütme için daha uygundur. Bunların
uzunluk/çap oranı, L/D 1-1.5 ile sınırlıdır. Bu
oran 3-5 arasında olduğunda değirmen tüp
değirmen adını alır.
Ġnce öğütmede ise 5 cm -2 cm lik bilya çapları
ile bir karıĢım, Ģarj edilir.
ġarj miktarı değirmen iç hacminin % 40-50 si
kadardır. % 50 Ģarj miktarında enerji
maksimum olur. Optimum değirmen hızı da
Ģarj hacmi ile artar.
3.Çakıllı değirmen: Öğütücü ortam olarak
metal çubuk veya bilya yerine çakıl
kullanılır.
Özellikle
metal
kirlenmeci
istenmeyen durumlarda kullanılır. Çakıllar
doğal olabildikleri gibi amaca uygun olarak
üretilebilirler. Çakıl değirmen astarları,
sileks veya seramik asatarlardır.
Çakıl bilyadan daha hafif olduğundan çakıl
değirmen daha az güç çekmektedir. Bu
nedenle
daha
düĢük
kapasitede
olmaktadır. Çakıl değirmen boyutları daha
büyük olabilir. 7x10 m boyutundan 11x24
m boyutuna kadar imal edilirler.Kritik hızın
%17-23’ü oranında hıza sahiptirler.
4. Otojen değirmen:
Otojen öğütme: Tüvenan veya iri olarak kırılmıĢ
cevherin
herhangi
bir
öğütücü
ortam
kullanılmaksızın, bir değirmende öğütülmesi
iĢlemini ifade eder.
Yarı-otojen öğütme: Tüvenan veya irice kırılmıĢ
cevherin, bir değirmende, metal bilyaların da
kullanılmasıyla öğütülmesidir.
Parça öğütülmesi: Ġri cevher parçalarının aynı
cevherin ince tanelerini, bir değirmende öğütme
iĢlemini belirlemek için kullanılır. Bu iĢlemin
olabilmesi için öğütülecek cevherin ince kırma
iĢleminden geçirilmesi gerekir.
Otojen değirmenlerin en belirgin özelliği, çapın
Kuru ve YaĢ Öğütmenin KarĢılaĢtırması
Güç sarfı: Öğütülen ton cevher baĢına güç sarfı yaĢ
öğütmede da azdır.
Kapasite: Birim değirmen hacmi baĢına yaĢ
öğütmede daha fazladır.
Astar ve Ortam Sarfiyatı: Kuru öğütmede daha
azdır.
Değirmen hızı: Sürtünmeler nedeniyle kuru
öğütmede ortam değirmen kenarında daha
yükseklere çıkar , bu nedenle kuru öğütmede
değirmen hızı daha düĢük olabilir.
Öğütücü Ortam Hacmi: YaĢ öğütmede değirmen
hacminin %40-50’si, kuru öğütmede % 35-45’i
kadar Ģarj konur.
Ürün Kontrolü: YaĢ öğütmede, yaĢ klasifikasyon ve
ÖĞÜTME DEVRELERĠ
1. Açık Devre: Öğütülecek mal değirmenden bir
defa geçer.
Değirmen
Ürün
Besleme
Değirmen
2. Kapalı Devre: Değirmen çıkıĢı bir sınıflandırmaya
tabi tutularak yeteri kadar öğütülmemiĢ mal tekrar
değirmene verilir. Kapalı devrede iki farklı yol
izlenmektedir.
a-) Öğütülecek mal, doğrudan değirmen giriĢine
verilir.
Besleme
Değirmen
Ürün
Klasifikatör
b-) Yeni öğütülecek, değirmen çıkıĢındaki elek veya
klasifikatöre beslenir. Böylece öğütme boyutundan
ince malzeme değirmene girmeden ayrılmıĢ olur.
Değirmen
Besle
me
Ürün
Klasifikatör
SINIFLANDIRMA
Cevher hazırlamada sınıflandırma iki
Ģekilde yapılır. Eleme-Tane boyuna
göre sınıflandırma Klasifikasyon veya
Akımda
sınıflandırma-Tanelerin
akıĢkan bir ortam içindeki çökelme
hızlarına
göre
yapılan
sınıflandırmadır.
ELEME
Belirli boydan küçük ve büyük olan taneleri
aynı
ürünler
halinde
elde
etmektedir.
Endüstrinin hemen her dalında kuru ve yaĢ
olarak uygulanan eleme iĢlemi tarif yönünden
basitliği yanında uygulamada karĢılaĢılan
problemleri
açısından oldukça hassas ve
önemli bir iĢlemdir. Genelde oldukça iri
malzeme için yapılır, eleme boyutu küçüldükçe
randıman
hızla
düĢer,
büyük
tonajda
malzemenin elenmesi güçleĢir. Endüstriyel
çapta eleme yaĢ olarak genelde 250 mikron’a
kadar yapılır. Bu boyuttan daha küçük
tanelerin
sınıflandırılmasında
çoğu
kez
klasifikatasyon uygulanır. Kuru eleme ise nadir
ELEMENĠN AMAÇLARI
•Ufalanacak malzemenin içindeki ince kısmı
ayırarak, gereksiz yere ufalamayı ve enerji
sarfiyatını önlemek, ufalama makinelerinin
kapasite ve verimliliğini arattırmak.
•Kapalı devre ince kırma
iĢlemlerinde iri malzemenin
kademeye geçmesini önlemek.
ve
bir
öğütme
sonraki
•Belirli gravite zenginleĢtirme proseslerine
yakın tane boyutunda sınıflandırılmıĢ besleme
malı hazırlamak.
•Malzeme tüketim yerinin teknolojik gereği
olan ebat gruplarına ayırarak tüketimi
ELEMENĠN GERÇEKLEġMESĠ ĠÇĠN
TEMEL PRENSĠPLER
•Tanelerin birbirinden serbest halde
olması.
•Sarsıntı veya dönme sonucu birleĢip
topaklanmamaları.
•Her bir tanenin mümkün olduğunca
deliklerle temas etmesi.
•Alta geçenlerin ve üstte kalanların
aynı ürünler aynı ürünler halinde
Besleme malı
Elek yüzeyi
Besleme kutusu
Elek altı
Elek üstü
ELEME PERFORMANSI
Elek performansını tam olarak
tanımlayan kesin bir metot yoktur.
Ancak çoğu zaman kullanılan çeĢitli
metotlar içinde en çok uygulanan
elek performansı kriteri,belirli bir
elek açıklığında elenebilen malzeme
miktarına dayanan veya elde edilen
ürünlerdeki yanlıĢ tasnif edilmiĢ
malzeme
miktarına
dayanan
verimdir.
F=Besleme malı (ton/saat)
f=Elek açıklığından daha iri malzeme (%)
Elek
C=Elek üstü ürün
(ton/saat)
c=Elek açıklığından
Ġri malzeme(%)
U=Elek altı ürün (ton/saat)
u=Elek açıklığından iri malzeme (%)
f, c, u değerleri kullanılan endüstriyel elekle aynı
elek açıklığına sahip bir laboratuvar eleği
kullanılarak
F,
U,
C
ürünlerinin
temsili
numunelerinden
saptanabilir
(Verim
%100
varsayılarak).
Böylece eleğin kütle balansı ; F=C+U
(1)
Elek üstü malzemenin kütle balansı ; F.f=C.c+U.u
(2)
Elek altı malzemenin kütle balansı ;
F(1-f)=C(1-c)+U(1-u)
(3)
(1) ve (2) nolu denklemler uygun terimlerle
C birbirinden
f -u
U c-f
çarpılıp
çıkarılarak;
elde edilir.

ve

F
c-u
F
c-u
Elek üstü üründeki elek açıklığından iri malzeme
kazanma randımanı;
C.c c(f - u)

F.f f(c - u)
(4)
Elek altı üründeki elek açıklandığından
malzemenin kazanma randımanı;
U(1 - u) (1  u)(c - f)

F(1 - f) (1  f)(c - u)
ince
(5)
(4) ve (5) bağıntıları eleği, elek altı ürünündeki iri
malzemeyi ve elek üstü ürünündeki ince malzemeyi
ayırma verimliliğini ölçmek için kullanılabilirler.
Eleğin toplam verimi ise (4) ve (5) eĢitliklerinin
çarpılması ile elde edilebilir;
c(f - u)(1 - u)(c - f)
E
f(c - u) (1 - f)
2
(6)
Eğer elek yüzeyinde kırık veya deforme olmuĢ bir
elek açıklığı yok ise elek altı üründe elek
açıklığından iri malzeme miktarı çok az veya hiç
yoktur. u=0 varsayılarak (6) nolu eĢitlik ;
c-f
E
c(1 - f)
(7) Ģeklinde basitleĢtirilebilir.
Bu formül elek altı ürünündeki ince malzemenin
kazanma randımanını ve toplam elek verimini
vermektedir. Burada elek üstü üründeki elek
açıklığından iri malzemenin % 100 olduğu ifade
edilmektedir.
Tromp eğrisi
Eleme iĢleminin verimi Tromp eğrisi (veya partisyon
eğrisi) nin eğimi ile de temsil edilebilir. Bu eğrinin
çiziminde absiste besleme malının elek analizindeki
ortalama tane irilikleri, ordinatta ise Tromp dağılım
faktörleri yer alır. Bu faktör bir besleme malının
içerdiği tane iriliği fraksiyonlarının hangi yüzde
ağırlık oranında elek altına ve hangi yüzde ağırlık
oranında elek üstüne gittiğini ifade etmektedir.
ELEK TĠPLERĠ
1. Sabit elekler
•Sabit ızgaralar
•Kavisli elekler
2. Hareketli elekler
•Dönen elekler-Tromeller
•Sarsıntılı elekler
•TitreĢimli-vibrör elekler
Besleme malı
EĢikler
Elek üstü Elek altı
(Kavisli elek )
Resim 11: Dönen elek
Tromel eleklerde kapasite
W
D  18
d
D : elekçapı, cm
W : kapasite, ton / saat
d : cevherözgülağağırlı, gr / cm3
Resim 12: Sarsıntılı elek
Resim 13: TitreĢimli elek
Genel Olarak Endüstride Kullanılan
Elek Yüzeyleri
Paralel çubuk ve teller
Delikli saçlar
Örgülü teller
Paralel çubuk ve telli elek yüzeyleri
Çubuk Ģekilleri
Rima (Wedge-wire) elek yüzeyi
Delikli saç elek yüzeyleri
Örgülü elek yüzeyleri
Örme Ģekilleri
Kare ve dikdörtgen örgüler
KLASĠFĠKASYON
Farklı Ģekil, tane büyüklüğü ve özgül ağırlıktaki
parçaların durgun veya har hangi bir yönde hareket
eden akıĢkan bir ortam içinde çöktürülerek karıĢımın
iki veya daha çok sayıda gruplara ayrılması iĢlemidir.
AkıĢkan ortam genellikle su veya kuru malzeme
istendiği hallerde havadadır.
Eleme ile sınıflandırmada tanelerin elek açıklıkları
üzerinde herhangi bir kesit boyunca bir veya iki
boyutundan yararlanılır. Klasifikasyonda ise iri kum
boyutundan oldukça ince boyutlara kadar (1 mm-50
µm) malzemenin akıĢkan ortam içindeki çökelme
hızları söz konusudur.
KLASĠFĠKASYONDA TEMEL PRENSĠPLER
Hava ve su gibi bütün akıĢkanlar, içerisinde
hareket eden cisme bir cisme bir direnç
gösterirler. Bu direnç hızın bir fonksiyonudur.
Hız artıkça direnç artar. Direnç kuvveti ile
gravite
kuvvetleri
arasında
dengeye
eriĢildiğinde cismin ivmesi sıfır ve hızı sabit
olur. Hareketin baĢlangıcından itibaren çok
kısa bir sürede eriĢilen bu hıza terminal hız
(Ut) adı verilir.
(Terminal hızları V den
küçük olan taneler)
Serbest
Çökme:
Partiküllerin geniĢ bir hacim
içerisinde
birbirlerini
etkilemeksizin
çökelmesi
haline
(Süspansiyon
katı
konsantrasyonu düĢük, ağırlık
olarak % 15 in altında)
serbest
çökelme
Ģartları
denilmektedir.
AkıĢ
Hızı
V
Çöken kısım
(Terminal hızları V den
büyük olan taneler)
Serbest çökmede, vizkoz direnç bölgesinde Stokes
çökelme denklemi;
d .g.(   )
U 
18.
2
k -
T
d: Partikül çapı
g: Yerçekimi ivmesi
 : Cismin yoğunluğu
 : AkıĢkan ortam yoğunluğu
µ: AkıĢkanın vizkozitesi
k
Küresel olduğu varsayılan bir partikülün laminar
akıĢ
bölgesinde
terminal
çökelme
hızının
hesaplanmasında kullanılmaktadır.
Türbülans akıĢ bölgesinde
çökelme denklemi;
U
T
3.d.g.(  -  )
k
ise
Newton
kullanılmaktadır.

Stokes kanununun 50 mikrondan küçük
partiküller, Newton kanununun ise 0.5 cm
den daha büyük çaplı partiküller için geçerli
olduğu deneysel olarak kanıtlanmıĢtır.
Engelli
çökme:
Pülp
içinde
katıların
konsantrasyonu arttıkça pek çok partikül bir
arada çökelmekte, Ģartlar değiĢmekte ve
özellikle çökelen taneler ile yer değiĢtiren
sıvının yukarı doğru hareketi çökelme
koĢullarını etkilemektedir. Katı-sıvı karıĢımı
halinde olan süspansiyonun çökelme hızı, tek
bir
partiküle
nazaran
azalmaktadır.
Süspansiyon içindeki iri partiküller daha
küçüklerin içinde hareket ettiklerinden, sistem
bir ağır sıvı gibi davranmakta, akıĢkanın etkin
vizkositesi ve yoğunluğu artmaktadır. Engelli
çökme denilen bu duruma endüstriyel
klasifikatörlerde genel olarak rastlanmaktadır.
Engelli çökmenin karıĢık tabiatı nedeniyle,
Klasifikasyonda serbest ve engelli çökme
Ģartlarının yaratılması halinde partiküllerin
yoğunluk ve tane boyutuna göre diziliĢleri
aĢağıdaki Ģekilde gösterilmektedir.
Serbest çökme Engelli çökme
KLASĠFĠKATÖR TĠPLERĠ
1-)
DüĢey
akımlı
klasifikatörler).
klasifikatörler
(Hidrolik
2-) Yatay akımlı klasifikatörler.
a-) Hareketli kısımları olamayan yatay akımlı
klasifikatörler.
-Kum havuzları
-Çökelme konileri
-Spitz Kasten
b-) Hareketli kısımları olan yatay akımlı
klasifikatörlerMekanik klasifikatörler.
-Taraklı klasifikatörler
-Spiral klasifikatörler
DÜġEY AKIMLI KLASĠFĠKATÖRLER
Bu tip klasifikatörler, çökelen partiküllere ters
yönde ve pülpü oluĢturan suya ilave olarak verilen
su akımı ile karakterize edilir. Genelde, arasından
düĢey su akımı verilen bir seri ayırma kolanından
ibarettir.
Su
Ġri
ürün
Su
Orta
ürün
Su
Ġnce
ürün
(Hidrolik klasifikatör)
YATAY AKIMLI KLASĠFĠKATÖRLER
Bu tip klasifikatörde pülpü oluĢturan sudan baĢka
ilave suya gerek yoktur. Ayırma iĢleminde
mümkün olduğu kadar tane boyut farklılığından
yararlanmak için serbest çökme Ģartlarında
çalıĢırlar.
Hareketli
parçaların
bulunup
bulunmayıĢına göre iki alt gruba ayrılabilirler.
a-) Hareketli kısımları olamayan yatay akımlı
klasifikatörler.
-Kum Havuzları: Belirli bir derinlikte ve dikdörtgen
Ģeklinde bir havuzun kenarından su ile karıĢık
olarak
beslenen
malzeme
içinde
bulunan
tanelerden bir kısmı çökerek havuz dibinde
toplanırken, çökmeyenler karĢı kenardan havuzu
terk eder.
-Çökelme Konileri: Tepesi alta ve tabanı yatay konumda bir
koninin tabanı ortasından beslenen su ile karıĢık malzeme taban
çevresine doğru yatay bir akımla taĢmaya sürüklenirken, belirli
boyuttaki taneler çökmektedir. Koninin çıkıĢ ucu baĢlangıçta
kapalı tutulur. Tank dolunca ince partiküllerin ve suyun taĢması
baĢlar, çöken malzeme ise koni içinde bir tabaka oluĢturur
ve Ģekilde görülen seviyeye kadar
yükselir. Bu andan itibaren çıkıĢ
Besleme
deliği açılır ve çıkan miktara eĢit
miktarda besleme yapılabilirse
yatay akım hareketiyle sürekli
TaĢan
bir klasifikasyon sağlanabilir.
kısım
ÇıkıĢ
-Spits Kasten:
ġlam tankı
olarak bilinen bu cihaz, ince kumBesleme
boyutlarında
ayırma
yapabilen
tepesi aĢağıda, tabanı yukarıda ve
yatay konumda pramit Ģeklinde bir
çöktürme
havuzu
gibi
düĢünülebilir.
Bir
üst
kenar
boyunca malzeme beslenerek karĢı
kenardan taĢma temin olunur.
Dipteki bir borudan da çöken
malzeme boĢalır. Bazı tesislerde
birkaç Spitz Kasten yan yana sıralı
Malzeme
çıkıĢı
olarak çalıĢtırılır.
Spits Kasten
b-) Hareketli kısımları
klasifikatörlerMekanik klasifikatörler.
olan
yatay
akımlı
-Taraklı Klasifikatörler: Dibi düz ve belirli bir
eğimle (% 12 kadar) konulmuĢ kenarları dik bir
çöktürme tankı içinde çalıĢan bir veya birkaç tarak
mekanizmasından ibarettir.
Taraklı
Klasifikatörler
Resim 14: Taraklı Klasifikatör
-Spiral Klasifikatörler: Dibi spiral çevresine uyacak
biçimde ĢekillendirilmiĢ ve belirli bir eğimde,
kenarları genellikle dik bir çöktürme tankının
içinde çalıĢan tek veya çift hatveli, bir veya iki
spiralden oluĢur. Tek eksenli olanlara simplex, çift
eksenli olanlara duplex adı verilmektedir.
Tank
BoĢalma
TaĢma
Besleme giriĢi
Spiral Klasifikatörler
4
0.1870
4760
4.760
5
0.1570
4000
4.000
6
0.1320
3360
3.360
7
0.1110
2830
2.830
8
0.0937
2380
2.380
10
0.0787
2000
2.000
12
0.0661
1680
1.680
14
0.0555
1410
1.410
16
0.0469
1190
1.190
18
0.0394
1000
1.000
20
0.0331
841
0.841
25
0.0280
707
0.707
30
0.0232
595
0.595
35
0.0197
500
0.500
40
0.0165
400
0.400
45
0.0138
354
0.354
50
0.0117
297
0.297
60
0.0098
250
0.250
70
0.0083
210
0.210
80
0.0070
177
0.177
100
0.0059
149
0.149
120
0.0049
125
0.125
140
0.0041
105
0.105
170
0.0035
88
0.088
200
0.0029
74
0.074
230
0.0024
63
0.063
270
0.0021
53
0.053
325
0.0017
44
0.044
400
0.0015
37
0.037
HĠDROSĠKLON
Bir klasifikatör olarak bir çok tesiste öğütme
devrelerinde mekanik klasifikatörlerin yerini
alan hidrosiklon prensip yönünden diğer
klasifikatörlerden farklıdır. Özellikle ince tane
boyutlarındaki ayırma iĢlemlerinde çok etkili
olan hidrosiklon genel olarak sınıflandırma,
kıvamlaĢtırma ve zenginleĢtirme amaçlarıyla
kullanılmaktadır.
Bir hidrosiklon ve çalıĢma mekanizması
Maden Ocağından
Üretilen Cevher
NAKLĠYE
DEPOLAMA
CEVHER HAZIRLAMA TESİSİ
ZENGĠNLEġTĠRME ÖNCESĠ
ĠġLEMLER
(Kırma, Öğütme, Boyutlandırma)
ZENGĠNLEġTĠRME ĠġLEMLERĠ
DEĞERLĠ ÜRÜN
Konsantre
DEĞERSĠZ ÜRÜN
Artık
SUSUZLANDIRMA
KOYULAġTIRMA
DEPOLAMA
TESĠSTEN
UZAKLAġTIRMA
NAKLĠYE
DĠĞER ĠġLEMLER
izabe vs.
Artık Barajı
CEVHER HAZIRLAMA İŞLEMLERİNİN
GENEL AKIM ŞEMASI
1.5. Cevher Hazırlamada Yararlanılan Mineral Özellikleri
A. Fiziksel Özellikler
B. Fiziko-Kimyasal Özellikler
Yoğunluk
Yüzey ve Ara Yüzey Özellikleri
Sertlik
C. Kimyasal Özellikler
Gevreklik
Isıl Özellikleri
Yapı ve Kırılış Şekli
Farklı Çözünürlük
Renk ve Parlaklık
Manyetik Duyarlık
Elektrik İletkenliği
Fluoresans ve Fosforesans
1.6. ZenginleĢtirme Yönteminin Seçimi
a) Cevherin İçerdiği Minerallerin Tanımı
b) Tanımlanan Minerallerin Özelliklerinin Saptanması
c) Zenginleştirmede Yararlanılacak Özellik Farklarının Belirlenmesi
d) Tane Serbestleşme Boyutunun Saptanması
e) Uygun Yöntem veya Yöntemlerin Belirlenmesi
ZenginleĢtirme Yöntemleri, Yararlanılan Mineral Özellikleri ve Uygulama Boyutları
YARARLANILAN MĠNERAL
ÖZELLĠKLERĠ
Dayanıklılık – Gevreklik
Yapı ve Kırılış Şekli
Isı ile Dağlama
Renk, parlaklık,
fluoresans, radyoaktivite,
manyetizma, iletkenlik,
Özgül Ağırlık, X-Işını
ZENGĠNLEġTĠRME YÖNTEMLERĠ
KURU İŞLEMLER
YAŞ İŞLEMLER
UYGULAMA
BOYUTU, mm
BOYUTA GÖRE SINIFLANDIRMA ĠLE
ZENGĠNLEġTĠRME
Eleme
Klasifikasyon
-200
-1.0
-100
-2.0
Hidrosiklon
-1 +0.001
Eleme
Siklon
+0.5
+0.02
+0.1
+0.05
AYIKLAMA (TRĠYAJ) ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME
Elle Ayıklama
-300 +30
Otomatik Ayıklama
-200 +5
ÖZGÜL AĞIRLIK FARKI (GRAVĠTE) ĠLE
ZENGĠNLEġTĠRME
Özgül Ağırlık, Yapı ve
Kırılış şekli, Sürtünme,
Isı ve Gözenekliliğin
Değişimi
Jig
Sarsıntılı Masa
Ağır Ortam Koni ve Tanbur
Ağır Ortam Siklon
Jig
Sarsıntılı Masa
Humprey Spirali
MGS
Reichert Konisi ve Spirali
-5.0
-0.5
-100
-30
-25
-2.0
-2.0
-0.1
-2.0
+0.2
+0.1
+1.0
+0.5
+0.1
+0.05
+0.1
+0.01
+0.02
ZenginleĢtirme Yöntemleri, Yararlanılan Mineral Özellikleri ve Uygulama Boyutları
MANYETĠK AYIRMA ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME
Manyetik Duyarlılık,
Isı ile Manyetikliğin
Değişimi
Elektrik İletkenlik
DüĢük Alan ġiddetli
-100
-10
-100
-3.0
Yüksek Alan ġiddetli
-3.0 +0.001
DüĢük Alan ġiddetli
Yüksek Alan ġiddetli
Nadir Topraklı Man. Ay.
ELEKTROSTATĠK AYIRMA ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME
+0.1
+0.1
+1.0
+0.001
-3.0 +0.1
SALKIMLAġTIRMA ve DAĞITMA
(Flokülasyon ve Dispersiyon)
Yüzey ve Ara Yüzey
Özellikleri
Seçimli SalkımlaĢtırma
FLOTASYON (Yüzdürme)
-0.02
-0.3
Köpük Flotasyonu
Tabla Flotasyonu
-0.3
-1.0
Kolon Flotasyonu
-0.1
AMALGAMLAġTIRMA
-2.0
KĠMYASAL ZENGĠNLEġTĠRME
Farklı Çözünürlük,
Kimyasal Reaksiyon
Kalsinasyon
-200
Kavurma
-200
-0,075
-0.5
-100
-50
Siyanürasyon
KarıĢtırma Liçi
Yığın Liçi
Süzülme Liçi
+0.01
-0.3 mm Sahil Kumlarında Bulunan Minerallerin Özellikleri
MİNERAL
ÖZELLİKLER
ADI
KĠMYASAL
FORMÜLÜ
RENK
KUVARS
SiO2
Beyaz
2,65
RUTİL
TiO2
Kahverengi
4,20
İLMENİT
FeTiO3
Siyah
4,75
ZİRKON
ZrSiO4
Beyaz
4,70
Kırmızı
Kahverengi
5,10
MONAZİT (La,Ce,Th)PO4
ÖZGÜL
AĞIRLIK
MANYETĠK
DUYARLIK
-0.2
Dia Manyetik
2.0
Para Manyetik
162
Para Manyetik
-0.3
Dia Manyetik
15
Para Manyetik
ELEKTRĠK
RADYOSERTLĠK
ĠLETKENLĠK AKTĠVĠTE
Yalıtkan
İletken
İletken
Değil
Değil
Değil
7.0
6.25
5.5
Yalıtkan
Bazen
Radyoaktif
7.5
Yalıtkan
Radyoaktif
5.25
Sahil Kumu
Serbest Taneler halinde kuvars, rutil,
zirkon, ilmenit, monazit içermekte
ÖZGÜL AĞIRLIK FARKI ĠLE
ZENGĠNLEġTĠRME
Ağır Mineraller
Rutil
İlmenit
Monazit
Zirkon
Hafif Mineraller
Kuvars
ELEKTOSTATĠK AYIRMA ĠLE
ZENGĠNLEġTĠRME
Ġletkenler
Rutil
İlmenit
Yalıtkanlar
Monazit
Zirkon
MANYETĠK AYIRMA ĠLE
ZENGĠNLEġTĠRME
Manyetik
İlmenit
Manyetik Olmayan
Rutil
MANYETĠK AYIRMA ĠLE
ZENGĠNLEġTĠRME
Manyetik
Monazit
Manyetik Olmayan
Zirkon
CEVHER HAZIRLAMA II
ZenginleĢtirmede Kullanılan
Temel Devre Tertipleri
(Akım ġemaları)
Ocaktan Gelen Cevher
Boyut küçültme
ZenginleĢtirme
Artık
Konsantre
İKİ ÜRÜNLÜ BASİT ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ
Ocaktan Gelen Cevher
Boyut küçültme
ZenginleĢtirme
Artık
Ara Ürün
Konsantre
ARA ÜRÜNÜN GERİ DÖNDÜRÜLMESİNİ İÇEREN
ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ
ARA ÜRÜNÜN TEKRAR ÖĞÜTÜLMESİNİ İÇEREN
ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ
Ocaktan Gelen Cevher
Boyut küçültme
Kaba
ZenginleĢtirme
Kaba Artık
Kaba Konsantre
Boyut küçültme
Boyut küçültme
Süpürme
Temizleme
Nihai Artık
Nihai Konsantre
KABA ZENGİNLEŞTİRME, TEMİZLEME ve SÜPÜRMEYİ İÇEREN
ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ
Ocaktan Gelen Cevher
Ġri
Boyut Küçültme
Artık
ZenginleĢtirme
Kaba Konsantre
Orta Dereceli
Boyut Küçültme
ZenginleĢtirme
Ara Ürün
Kaba Konsantre
Ġnce
Boyut Küçültme
Ara Ürün
ZenginleĢtirme
Konsantre
TEK KADEMEDE
ARTIK ATILAN KADEMELİ
ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ
Ocaktan Gelen Cevher
Ġri
Boyut Küçültme
ZenginleĢtirme
Kaba Artık
Ġnce
Boyut Küçültme
Artık
ZenginleĢtirme
Küçük Boyutlu
Konsantre
Ġri Boyutlu
Konsantre
İKİ KADEMEDE KONSANTRE
ALINAN KADEMELİ
ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ
Ocaktan Gelen Cevher
Boyut Küçültme
ZenginleĢtirme
Kaba Konsantre
Ġri Artık
Ġnce
Boyut Küçültme
Ġnce Artık
ZenginleĢtirme
Konsantre
İKİ KADEMEDE ARTIK
ATILAN KADEMELİ
ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ
ZENGĠNLEġTĠRME SONUÇLARININ
DEĞERLENDĠRĠLMESĠ
Gerek cevher hazırlama tesislerindeki zenginleştirme işlemlerinin denetimi
gerekse, laboratuvarda yapılan zenginleştirme deneyleri sonuçlarının
değerlendirilmesi, yapılan işlemlerin etkinliğinin belirlenmesi ve ekonomisi
açısından önem taşımaktadır.
Söz konusu değerlendirme, ya zenginleĢtirme formülleri denilen
formüller kullanılarak veya metalurjik denge çizelgesi oluşturularak
yapılmaktadır.
ZenginleĢtirme (Konsantrasyon) Formülleri:
Bu formüller, zenginleştirme işlemine giren cevher ve çıkan ürünlerin
(konsantre, artık) ağırlık ve değerli metal dengelerine dayanılarak
çıkarılmaktadır.
Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:
Ġki ürünlü bir zenginleĢtirme iĢleminde kullanılan formüller:
B: Zenginleştirme İşlemine Beslenen Cevherin Ağırlığı
b: Zenginleştirme İşlemine Beslenen Cevherin değerli element
(veya bileşik) yüzdesi (Tenörü)
K: Konsantrenin Ağırlığı
k: Konsantrenin Tenörü
A: Artığın Ağırlığı
a: Artığın Tenörü
Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:
Ağırlık ve değerli metal dengelerini yazarsak:
B = K + A
B.b = K.k + A.a
(1)
(2)
denklemleri, (1) denkleminin her iki tarafı a ile çarpıldığında,
B.a = K.a + A.a
(3)
denklemi elde edilmektedir. (2) ve (3) denklemleri taraf tarafa çıkarılarak,
B (b-a) = K (k-a)
(4)
bulunur. Aynı şekilde (1) denkleminin iki tarafı k ve b ile çarpılıp
(2) denklemi ile taraf tarafa çıkarıldığında:
B (k-b) = A (k-a)
(5)
K (k-b) = A (b-a)
(6)
denklemleri elde edilir. (4), (5) ve (6) denklemlerinden yararlanılarak:
Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:
k a
BK
ba
(7)
k a
BA
k b
(8)
ba
KB
k a
ba
KA
k b
k b
A B
k a
k b
A K
ba
(9)
(10)
(11)
(12)
Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:
ZenginleĢtirme (Konsantrasyon) Oranı:
Zenginleştirme işlemine beslenen cevher ağırlığının, elde edilen konsantrenin
ağırlığına oranına zenginleĢtirme oranı (Z) denir.
B
Z
K
(13)
Zenginleştirme oranı, (4) No.’lu denklemden yararlanılarak, değerli metal % leri ile
de hesaplanabilir:
B k a
Z 
K ba
(14)
Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:
Metal Kazanma Verimi:
Zenginleştirme işlemine beslenen cevherde bulunan değerli metal miktarına göre,
konsantrede toplanan değerli metal yüzdesine verim (V) denir.
Konsantredeki  Degerli  Metal  Agirligi
%V 
100
Beslenen  Cevherdeki  Degerli  Metal  Agirligi
Cevherdeki değerli metal miktarı B.b, konsantredeki ise K.k, olduğuna göre, Metal
Kazanma Verimi:
K .k
%V 
.100
B.b
(15)
şekilde belirtilebilir. K/B=1/Z=b-a/k-a yazıldığında, Metal verimi, çeşitli
ürünlerdeki metal yüzdelerine göre:
k (b  a )
%V 
.100
b (k  a )
(16)
Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:
Metal Kaybı:
Zenginleştirme işlemine beslenen cevherde bulunan değerli metal miktarına göre,
artıkla atılan değerli metal yüzdesine metal kaybı (j) denir.
A.a
%j
.100
B.b
(17)
% j = 100 – V
(18)
veya
olarak hesaplanır.
İkiden fazla ürün elde edilen zenginleştirme işlemlerinin sonuçları da, aynı esaslara
dayanılarak çıkartılan formüller ile değerlendirilmektedir.
Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:
Ġki ayrı konsantre üretilen bir işlem gözönüne alınırsa;
K1  x mineralinin toplandığı konsantrenin ağırlığı
k1x  x minerali konsantresinde x ile ilgili metal %’si
k1y  x minerali konsantresinde y ile ilgili metal %’si
K2  y mineralinin toplandığı konsantrenin ağırlığı
K2x  y minerali konsantresinde x ile ilgili metal %’si
K2y  y minerali konsantresinde y ile ilgili metal %’si
B  Beslenen cevher ağırlığı
bx  Beslenen cevherde x minerali ile ilgili metal %’si
by  Beslenen cevherde y minerali ile ilgili metal %’si
A  Atılan artığın ağırlığı
ax  Artıkda x minerali ile ilgili metal %’si
ay  Artıkda y minerali ile ilgili metal %’si
olduğuna göre, ağırlık dengesi aşağıdaki gibidir:
B = K1+ K2 +A
(19)
Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:
x ve y mineralleri ile ilgili metal dengesi yazıldığında:
B bx = K1 k1x + K2 k2x + A ax
(20)
B by= K1 k1y + K2 k2y + A ay
(21)
denklemleri elde edilir. x minerali için zenginleĢtirme oranı (Zx):
Zx 
B
K1

k 1x  k 2 x   k 2 y  a y    k 1 y  k 2 y  k 2 x  a x 
b x  k 2 x   k 2 y  a y    b y  k 2 y  k 2 x  a x 
(22)
x minerali için metal kazanma verimi (Vx) ise :
k 1x  b x  k 2 x   k 2 y  a y    b y  k 2 y  k 2 x  a x 
K
1 k 1x
100 
100
%V x 
b x  k 1x  k 2 x   k 2 y  a y    k 1 y  k 2 y  k 2 x  a x 
B bx
Y minerali için de aynı şekilde Zy ve Vy formülleri yazılabilir.
(23)
CEVHER HAZIRLAMA II
ZENGĠNLEġTĠRME SONUÇLARININ
DEĞERLENDĠRĠLMESĠ
Metalurjik Denge Çizelgesi
Metalurjik Denge Çizelgesi
AĞIRLIK
ÜRÜNLER
Ton
%
%
Zn
(1)
(2)
(3)
KONSANTRE
65.0
10.8
ARTIK
535.0
BESLENEN
CEVHER
600.0
DAĞILIM
Ton
%
(4)
(5)
58.8
38.22
92.25
89.2
0.6
3.21
7.75
100.0
6.9
41.43
100.00
(4) no.lu kolonun hesaplanması:
65,0 x 0,588 = 38,22
535,0 x 0,006 = 3,21
(5) no.lu kolonun hesaplanması:
(38,22 / 41,43) x 100 = 92,25
(3,21 / 41,43) x 100 = 7,75
Deneye Beslenen Cevherin Zn Ġçeriğinin Hesaben Bulunması:
37,53 / 600,0 x 100 = 6,25
ZenginleĢtirme oranı da,
B
Z
K
600
 9.2
Z
65
formülü kullanılarak,
olarak bulunur.
ÖRNEK
% 21.3 Fe içeren ve değerli minerali manyetit olan demir cevherinin
1000 gr’lık temsili numunesi üzerinde, aşağıdaki akım şemasına göre
yapılan deneyin sonuçları, akım şeması üzerinde gösterilmektedir.
CEVHER
1000 gr
% 21.3 Fe
BOYUT KÜÇÜLTME
1. ZENGİNLEŞTİRME
Kaba Artık
Konsantre
220 gr
% 68.6 Fe
2. ZENGİNLEŞTİRME
(Süpürme)
Nihai Artık
Ara Ürün
700 gr
% 5.5 Fe
40 gr
% 44.0 Fe
Deney Sonuçlarını Gösteren Metalurjik Denge Çizelgesi
AĞIRLIK
DAĞILIM
gr
%
%
Fe
220
22.9
68.6
150.9
72.9
40
4.2
44.0
17.6
8.5
ARTIK
700
72.9
5.5
38.5
18.6
BESLENEN CEVHER
960
ÜRÜNLER
KONSANTRE
ARAÜRÜN
(Hesaplanan)
gr
%
100.0 21.56 207.0 100.0
Tesise Uyarlanan Metalurjik Denge Çizelgesi
AĞIRLIK
DAĞILIM
gr
%
%
Fe
KONSANTRE
244.4
25.4
68.6
167.7
81.0
ARTIK
715.6
74.6
5.5
39.3
19.0
BESLENEN CEVHER
960.0
ÜRÜNLER
(Hesaplanan)
gr
%
100.0 21.56 207.0
100.0
Zenginleştirme Oranı
B
960 3.93

Z 
K 244.4
k  a 68.6  5.5
63.1


 3.93
Z
b  a 21.56  5.5 16.06
Metal Kazanma Verimi
k (b  a )
68.6 (21.56  5.5)
V
.100 
.100  81 %
b (k  a )
21.56 (68.6  5.5)
olarak hesaplanmaktadır.
PROBLEM:
Bir mangan cevheri üzerinde yapılan zenginleştirme işlemleri sonucu
aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. Tesiste günde 500 ton cevher işlenmekte
olduğuna göre;
Ürünler
İri Konsantre
İnce Konsantre
İnce ara ürün
İnce artık
Toplam
Miktar (kg)
2,8
1,0
2,0
4,0
9,8
Mn (%)
50,0
51,0
25,0
14,0
a-)Ara ürünün konsantreye katılması durumunda tesiste elde edilecek toplam
konsantre miktarını ve tesis verimini bulunuz.
b-) Ara ürünün dağıtılması (konsantre ve artığa) durumunda tesiste elde
edilecek toplam konsantre miktarını ve tesis verimini bulunuz.
ÇÖZÜM:
a-) Ara ürünün konsantreye katılması durumu;
Ürünler
Miktar (kg) Miktar(%)
Mn (%)
İri Konsantre
İnce Konsantre
İnce ara ürün
İnce artık
TOPLAM
2,8
1,0
2,0
4,0
9,8
50,0
51,0
25,0
14,0
30,31
28,57
10,20
20,41
40,82
100,0
İnce ara ürün + ince konsantre = yeni ince konsantre dir.
Ürünler
Miktar (kg) Miktar(%)
İri Konsantre
İnce Konsantre(yeni)
İnce artık
Toplam
2,8
3,0
4,0
9,8
28,57
30,61
40,82
100,00
Mn (%)
50,00
33,67
14,00
30,31
Toplam Konsantre= iri kons + ince kons. dir. (%28,57+30,61=59,18)
Ürünler
Miktar (kg) Miktar(%)
Konsantre
İnce artık
Toplam
5,8
4,0
9,8
59,18
40,82
100,00
Mn (%)
41,56
14,00
30,31
Toplam Kons = 500* 0,5918 = 295,90 ton
Verim = (295,90*0,4156 x 100)/(500 x 0,3031)
= %81,15
b-) Ara ürünün
dağıtılmasıMiktar
durumu;
Ürünler
(kg) Miktar(%)
İri Konsantre
İnce Konsantre
İnce ara ürün
İnce artık
TOPLAM
2,8
1,0
2,0
4,0
9,8
28,57
10,20
20,41
40,82
100,0
Mn (%)
50,0
51,0
25,0
14,0
30,31
2 * 0,25 = x *0,51 +(2-x)* 0,14
x = 0,6 kg (konsantreye katılacak miktar)
2 - 0,6 = 1,4 kg (artığa katılacak miktar)
Ürünler
İri Konsantre
İnce Konsantre
İnce artık
Toplam
Miktar (kg) Miktar(%)
2,8
1,6
5,4
9,8
28,57
16,33
55,10
100,00
Mn (%)
50,00
51,00
14,00
30,31
Toplam Kons= iri kons + ince kons. dir. (%16,33+28,57 = 44,90)
Ürünler
Miktar (kg) Miktar(%)
Top. Konsantre
İnce artık
Toplam
4,4
5,4
9,8
44,90
55,10
100,00
Toplam Konsantre = 500 * 0,4490 = 224,5 ton
Verim = (224,5* 0,5033 *100)/ (500 * 0,3031)
= % 74,56
Mn (%)
50,33
14,00
30,31
Çubuklu Değirmen
içinden bir görünüm